金属学报

作者：周丽君, 位松, 郭敬东, 孙方远, 王新伟, 唐大伟

单位：1.中国科学院金属研究所 沈阳材料科学国家研究中心 沈阳 110016；2.中国科学技术大学 材料科学与工程学院 沈阳 110016；3.桂林电子科技大学 机电工程学院 桂林 541004；4.北京科技大学 能源与环境工程学院 北京 100083；5.大连理工大学 能源与动力学院 大连 116024

关键词：飞秒激光,时域热反射,金属间化合物,热导率,

基金：国家自然科学基金项目(51971231);国家自然科学基金项目(52105327);国家自然科学基金项目(51720105007);国家重大科学仪器开发专项项目(2013YQ120355);中央高校基本科研业务费专项资金项目(FRF-BD-20-09A)

利用双波长飞秒激光时域热反射系统对微尺度Cu-Sn金属间化合物的热输运性能开展研究。利用回流与时效工艺制备Cu-Sn扩散偶，界面处生成均匀连续的Cu6Sn5和Cu3Sn金属间化合物，材料厚度均在微米量级且Cu6Sn5的(001)晶面具有明显的择优取向特征。由于实验参数对待测参量的敏感度会影响拟合精度，重点分析了铝传感层厚度与加热光调制频率对金属间化合物热导率测量敏感度的影响，以选定具体的实验参数。经测试，Cu6Sn5和Cu3Sn的热导率分别为47.4和87.6 W/(m·K)，均略高于已有研究报道，分析认为主要是由于样品制备技术不同而导致的材料微观结构差异所致。讨论了加热光斑尺寸、铝传感层厚度及材料比热容的不确定性对热导率测量误差的影响，得到Cu6Sn5热导率误差为-6.8%~4.6%，Cu3Sn热导率误差为-7.1%~4.4%。本工作表明飞秒激光时域热反射技术在电子封装微尺度金属间化合物热输运特性研究方面具备适用性，所得实测数据对于电子封装热设计及可靠性评价有重要参考意义。

来源：2022年第12期

《金属学报》期刊编辑部

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